Wissenschaftler experimentieren mit Viren und DNA, um „Origami“ zu bilden

May 26, 2023

18. Juli 2023

Jacinta Bowler ist Wissenschaftsjournalistin bei Cosmos. Sie wurden im Best Australian Science Writing 2022 veröffentlicht.

Stellen Sie sich einen Virus vor. Denken Sie an die stachelige Kugelform von COVID oder HIV? Oder die außerirdischen Stacheln eines Bakteriophagen?

Während die Formen von Viren unglaublich vielseitig sind, beschloss ein internationales Forscherteam, noch kreativer zu werden und mithilfe von DNA-„Origami“-Vorlagen zu formen, wie sich Viren zusammensetzen.

Die unterhaltsamen Ergebnisse werden es Wissenschaftlern hoffentlich ermöglichen, bessere Impfstoffe zu entwickeln.

Die Forschung wurde in Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Viren sind lediglich Kisten, die genetische Informationen transportieren. Die „Box“ wird Kapsid genannt und schützt die gesamte wichtige DNA oder RNA im Inneren.

Kapside bestehen normalerweise aus 20 dreieckigen Flächen (wie ein 20-seitiger Würfel), sie können aber auch weniger Seiten haben oder „schraubenförmig“ sein und eher wie Röhren aussehen.

Um diese Kapside zu bilden, verfügt die DNA oder RNA im Kapsid über spezifische Anweisungen für die Maschinerie in einer lebenden Zelle, wie sie weitere Kapside herstellen kann. Wenn ein Virus eine Zelle infiziert, werden die Anweisungen herausgezogen und die Zelle beginnt, neue Teile zu produzieren.

Die Forscher nutzten diesen bereits ausgefeilten Prozess und fügten ein zusätzliches Element hinzu – Origami.

DNA-Origami ist die Technik, DNA in Formen zu falten. Das Team – einige davon von der Griffith University in Queensland – erstellte 3D-Reifen und Röhrchen unterschiedlicher Größe, alle aus DNA, über die dann das Kapsid wuchs.

„Diese Aktivität ähnelt eher dem Einpacken eines Geschenks – die Virusproteine ​​lagern sich auf der anderen Form ab, die durch die DNA-Origami-Form definiert wird“, sagt Dr. Frank Sainsbury, Virologe bei Griffith.

„Und verschiedene Virusproteine ​​sind wie unterschiedliches Geschenkpapier, was für unterschiedliche Verwendungen des beschichteten DNA-Origami relevant wäre.“

Obwohl dies ein wenig wie ein virales Kunsthandwerksprojekt klingt, ist der Grund dafür wichtig. Die Forscher fanden heraus, dass das Kapsid immer noch die innere DNA schützt, was bedeutet, dass diese für genetische Impfstoffe oder Liefersysteme für bestimmte genetische Informationen verwendet werden könnten.

Im Grunde ermöglichte das Design dem Team, die Fähigkeit des Virus, sich in unseren Körper einzuschleichen, für seine eigenen Zwecke zu nutzen.

Ursprünglich von Cosmos veröffentlicht: Für bessere Impfstoffe experimentieren Wissenschaftler mit DNA, um „Origami“ zu bilden.